施用不同比例有機氮對烤煙產質量的影響

沈方科，閆金朋，顧明華*，尹永強，羅寶雄，何虹華，賈海江

(1.廣西大學農學院，廣西 南寧 530005；2.植物科學國家級實驗教學示范中心(廣西大學)，廣西 南寧 530005；3.廣西壯族自治區煙草公司河池市公司，廣西 河池 547000；4.廣西中煙工業有限責任公司，廣西 南寧 530001)

【研究意義】廣西是中國最大的蠶桑養殖基地[1]。其中，廣西百色靖西市和河池市羅城縣既是廣西桑蠶主產區，又是廣西烤煙的主產區。因此，探索蠶沙資源高效利用的途徑，開展蠶沙有機肥對烤煙產質量的影響研究，提高煙葉產量、改善煙葉品質，對廣西桑蠶及烤煙種植2個產業的發展都具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】李秀英等[2]、Jun Zhao等[3]和寧川川等[4]通過研究施用有機肥對土壤肥力及土壤環境質量的影響，發現與單施化肥相比增施有機肥可以明顯提高土壤有機質含量，改善土壤的理化性狀，提高土壤保水保肥能力。同時，有關研究表明，有機無機肥配施可以提高煙葉的產量，增強煙株的抗病能力，降低煙葉氮含量，顯著增加煙葉磷、鉀、氯含量，明顯改善煙葉香氣，吸味更好，上等煙的比例明顯增加，煙葉產值增加[5-6]。然而，趙會納等[7]研究發現，有機肥中養分的供應存在有效性難以預測和控制的缺點，有機肥與無機肥配合使用會導致煙葉貪青晚熟，影響了煙葉的產量和品質?！颈狙芯壳腥朦c】有機氮和無機氮供應是影響烤煙生長和煙葉質量的關鍵，蠶沙是有機氮的良好來源[8]。有關蠶沙對烤煙生長及煙葉品質影響方面的研究尚不多見?！緮M解決的關鍵問題】本文在烤煙種植中，探索蠶沙有機肥中有機氮與化學肥料無機氮的最佳用量及比例，以期拓寬蠶沙有機肥在農業生產領域的應用范圍，提升蠶沙資源化開發利用的經濟價值，同時提高烤煙的產量和品質。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗地點位于廣西河池市羅城縣龍岸鎮。土壤理化性質：pH 7.3，有機質30.2 g/kg，全氮1.72 g/kg，堿解氮139.2 mg/kg，全磷0.394 g/kg，速效磷23.14 mg/kg，全鉀16.0 g/kg，速效鉀189.8 mg/kg。供試肥料為腐熟蠶沙有機肥，采用高溫腐熟堆肥方法制作，主要礦質養分的含量：全N含量為5.4 %，全P含量為0.8 %，全K含量為2.5 %。供試煙草品種為云煙87。

1.2 試驗方法

無機氮為速效性氮營養，當季有效，但肥效較短；有機氮為有機態氮營養，肥效遲緩，不但當季有效，還具有一定后效，可以持續提高土壤肥力。

以蠶沙有機肥作為有機氮源，研究等量養分施用量下，施用不同比例有機氮/無機氮對烤煙生長、產質量的影響。試驗設4個處理，分別為：0∶00(T1)，30∶70(T2)，40∶60(T3)，50∶50(T4)4個處理，3次重復，隨機區組排列。各處理純氮磷鉀施用量一致，分別為每公頃施用106.5 kg N、171 kg P2O5、352.5 kg K2O。小區面積：4.8 m×15 m =72 m2，按照行距×株距=1.2 m×0.5 m規格種植，每個小區種植4行，每行種植30株，共120株。2015年1月25日播種育苗，3月10日移栽至大田。第1次追肥在7～10 d追施完畢，第2次追肥在30～35 d追施完畢。

各處理施肥方案按照表1執行，其他栽培管理、采收烘烤措施按照標準化生產技術要求執行。

根據以上施肥量，各處理氮磷鉀總量基本一致，氮肥的基肥追肥比例基本保持在6∶4左右。以上施肥的養分總量情況為：N：106.5 kg/hm2，P2O5：171 kg/hm2，K2O：352.5 kg/hm2；基肥與追肥的比例為：基肥氮：62 %，追肥氮：38 %；T1～T4處理中有機氮占各處理氮肥比例依次為：0 %、30 %、40 %和50 %。

1.3 采樣時間及測定方法

于移栽后90 d 打頂，每個處理選擇有代表性的9株煙株，測量煙株的株高、葉片數、莖圍、下部葉最大葉面積、中部葉最大葉面積、上部葉最大葉面積。然后將煙株連根取出，洗凈根部泥土，稱量單株煙株的總生物量，再分別稱量根、莖、葉生物量。

煙葉采收烘烤后，以每個處理為單位進行煙葉品質分級，計算上中等煙比例。煙葉全氮的測定采用凱氏定氮法[9]，鉀含量的測定采用火焰光度法[9]，煙堿含量測定采用紫外分光光度法[10]，水溶性糖的測定采用連續流動分析儀法測定，蛋白質含量采用間接測定法[10]。

土壤樣品在大田起壟前，采用五點采樣法采集0～15 cm耕作層的土壤，測定土壤基礎肥力。土樣采回后在實驗室避光自然風干，采用四分法分取部分土樣粉碎，過100目篩，密封保存。在煙株生長期間，于移栽后30、60和90 d進行3次土樣的采集，每個處理采取4份土樣進行分析。

表1 各處理施肥量

表2 不同處理對煙株農藝性狀的影響

注: 同列不同小寫字母表示在(P< 5 % ) 下處理間達到顯著差異，下同。

Notes: Different lowercase letters within the same column among treatments reached significant difference at the 5 % level.The same as below．

1.4 統計分析

采用Excel軟件對試驗的原始數據作標準化處理，使用SPSS 19.0軟件對數據進行統計分析，比較檢驗P﹤0.05水平下各處理平均值之間的差異顯著性，同時用Origin 9.0軟件進行作圖分析。

2 結果與分析

2.1 不同有機無機氮比例對烤煙農藝性狀的影響

從表2看出，不同處理的烤煙還苗期長勢無差別，煙株打定后的株高、葉片數和莖圍有差異，但差異不顯著。

2.2 不同有機無機氮比例對烤煙煙葉最大葉面積的影響

從表3可知，不同處理的煙株下、中、上部煙葉的最大葉面積有顯著差異。其中，T3和T4處理效果最好，下部葉最大葉面積顯著高于T2，與T1差異不顯著。

2.3 不同有機無機氮比例對烤煙產質量的影響

由表4可知，不同比例有機無機氮對烤煙產質量有明顯影響?？緹煯a量隨有機氮比例增加而提高，增產幅度達到4.11 %～77.53 %。其中，T4處理顯著高于其他3個處理，T3處理顯著高于T2和T1處理，而T2處理產量高于T1處理，但是差異不顯著。

由表5可知，與產量相似，烤煙中上等煙比例也隨施用有機氮比例增加而提高5.97 %～18.22 %。上等煙比例以T3處理最高，T3處理顯著高于T2和T1處理，但與T4處理差異并不顯著；中等煙比例以T4處理最高，其次為T3處理，顯著高于 T1和T2處理，但與T3處理差異并不顯著。

2.4 不同有機無機氮比例對烤煙煙葉化學成分的影響

煙葉內在化學成分是影響煙葉品質的重要因素，但是煙葉品質的好壞不僅取決于某些成分的絕對含量，還取決于各成分之間的比例是否協調，各成分的組成、含量和平衡比例綜合影響著煙葉的香氣與續燃性，即影響著煙葉的品質[11]。目前普遍認為優質烤煙主要化學成分含量范圍為：總氮1.5 %～3.5 %，最適含量為2.5 %左右；鉀含量大于2 %；煙堿1.5 %～3.5 %，最適含量為2.5 %左右；總糖18 %～22 %；還原糖5 %～25 %，最適含量為16 %左右；蛋白質6 %～10 %；糖堿比6～10，越接近10越好；氮堿比小于1，以0.8～0.9為好；施木克值在2.5范圍以內越高越好[12]。

表3 不同處理對烤煙煙葉最大葉面積的影響

表4 不同處理對烤煙產量的影響

表5 不同處理對各等級烤煙比例的影響

表6 不同處理對烤煙煙葉品質指標的影響

注:同葉位各處理上不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

Note: Different lowercase letters among treatments in the same position represent significant difference at 5 % level．

從表6可以看出，不同處理下各部位煙葉化學成分含量隨有機氮含量增加呈現不規律變化。其中，T2處理可以顯著提高上部和下部煙葉中總氮含量，其它處理間差異不顯著；T2和T3處理顯著提高了下部煙葉鉀含量，T3和T4處理顯著提高了上部煙葉鉀含量，而T3和T4處理顯著降低了中部煙葉鉀含量；不同處理間不同部位煙葉煙堿含量有差異，但差異不顯著；T2和T3處理顯著降低了下部煙葉總糖和還原糖含量；T2處理使不同部位煙葉蛋白質含量都提高；T2和T3處理煙葉糖堿比協調性較好；不同處理間不同部位煙葉氮堿比有變化，但變化無明顯規律；T2處理顯著降低了上部和下部葉施木克值，T3處理顯著提高了中部葉施木克值。從而可以看出T2和T3處理可以使煙葉中各化學成分之間的協調性。但有機氮的施用比例不應過大，否則會使煙葉中各化學成分之間協調性下降，從而降低煙葉品質。

2.5 不同有機無機氮比例對土壤理化性質的影響

2.5.1 不同有機無機氮對土壤有機物質的影響 由圖1可知，T1處理土壤中有機物質含量隨時間的增加呈逐漸降低趨勢，T2～T4處理中，不同時期土壤中有機物質含量有明顯提高。土壤有機物質含量在移苗后30、60和90 d 3個時期都隨有機氮比例增加而增加。土壤中有機物質含量在30～90 d時間段里呈先升高后下降的趨勢。

2.5.2 不同有機無機氮對土壤部分化學性質的影響 從表7可以看出，T4處理顯著降低了土壤pH；隨著有機氮比例的增加，土壤中全氮、堿解氮、速效鉀含量顯著增加，而土壤有效磷含量則隨有機氮比例的增加顯著降低。

同時期各處理上不同小寫字母表示差異顯著(P <0.05)Different lowercase letters among treatments in the same period represent significant difference at 5 % level圖1 不同處理對土壤有機物質含量的影響Fig.1 Effects of different treatments on soil organic matter content

3 討 論

3.1 施用不同有機無機氮比例對烤煙產量的影響

烤煙煙葉的產量受到多種因素的影響，如溫度、光照、土壤肥力等。通過在烤煙種植中單施化肥和施用化肥配合不同量蠶沙有機肥，研究施用不同比例有機無機氮對烤煙煙葉產量的影響。研究結果顯示，與單施100 %無機氮相比，無機氮配施有機氮可以顯著提高烤煙煙葉的產量，并且在一定范圍內有機氮與無機氮的比例越大，增產效果越明顯。在總養分相同的情況下，不同有機無機氮比例可以影響煙葉產量可能有以下幾個原因：①無機氮是速效性肥料，可以滿足作物短時間內對養分的需求量，但不能持續為作物提供養分。但是有機氮是在土壤中緩慢的進行分解，不斷地釋放養分，可以為作物提供持久的養分；②有機肥可以提供完全、均衡的養分。羅珍等[13]的研究發現，蠶沙有機肥中含有豐富的營養物質和微量元素，而且還含有一定量的植物生長激素吲哚乙酸類似物，對烤煙的生長和產量的提高都有促進作用。有機肥內所含作物生長所必需的營養元素齊全且比例均勻，有利于作物吸收利用，其肥效特點與煙草的需肥規律相吻合。不會因多施肥而造成某種營養元素大量增加使之比例失調，破壞土壤營養平衡，而產生降低肥力等方面的負效應。③改善作物的農藝性狀。本研究結果顯示施用有機氮的煙株煙葉最大葉面積顯著增大。煙株的葉面積增大，煙株通過光合作用為煙葉生長提供更多的營養物質，從而增加煙葉的產量。但有研究表明[1]，有機氮肥的供氮特性為：早期供氮不足致使煙株前期生長滯后，而后期供氮過多致使煙葉貪青晚熟，影響產量和品質。

3.2 施用不同有機無機氮比例對烤煙品質的影響

有機氮和無機氮配合施用同單施無機氮相比，烤煙煙葉的化學成分發生明顯變化?？傮w而言，同常規的單施無機氮而言，有機氮與無機氮配合使用大大提高了烤煙煙葉的品質，這與前人的研究結果是相似的[14]。本文研究結果表明，T3處理降低煙葉氮素和煙堿的含量，增加煙葉中鉀含量，這與以往研究認為適量有機肥與化肥配施可以明顯提高烤煙葉片中鉀營養分配比例的結果相吻合[13]，產生這種結果的原因可能是有機肥施入土壤后，有機肥在分解過程中產生有機酸，有機酸會使土壤中部分難溶性鉀溶解，提高土壤中鉀的有效性；同時有機肥會增加土壤的保肥性，減少鉀離子的淋失。因此煙株在生長過程中就可以從土壤中吸收更多鉀元素，而最終提高了煙葉中的鉀含量。

3.3 施用不同比例有機無機氮對土壤化學性質的影響

土壤有機質的含量是衡量土壤理化性質的重要指標，土壤有機質可以改良土壤結構，促進團粒狀結構的形成，從而增加土壤的疏松性，改善土壤的通氣性和透水性[15]。有機質在土壤中分解為腐殖質，腐殖質是一種膠體，可以大大提高土壤的緩沖能力[16]。本研究中，隨著施入有機氮比例的增加，土壤的pH和有效磷含量顯著降低，而土壤中有機質、全氮、堿解氮和速效鉀的含量都顯著增加。陳嬋嬋等[17]的研究發現，pH值與有機質含量、速效氮含量、速效鉀含量呈顯著負相關，與速效磷含量呈顯著正相關；有機質含量與速效氮和速效鉀含量呈顯著正相關，與速效磷含量呈極顯著負相關。陶士鋒等[18]的研究表明，土壤中有機質增加有助于提高磷的生物有效性，土壤溶液中維持相對較低的磷酸根濃度，能夠減輕農田磷的滲漏流失。

表7 不同處理對土壤化學性質的影響

4 結 論

與單施無機氮相比，在烤煙種植中配施一定比例的有機氮不僅可以提高煙葉產量，也可以改善煙葉品質。此外，還可以明顯改善土壤的理化性狀，顯著增加土壤有機質以及其他營養元素含量，提高土壤的供肥保肥能力。本研究條件下，配施50 %有機氮的增產提質效果最佳。